实验：探究加速度和力、质量关系-高一物理课件（人教版2019必修第一册）.pptx

02.实验：探究加速度和力、质量关系问题：牛顿第一定律的内容是什么？包含哪几层意思？内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态惯性：保持匀速直线运动状态或静止状态的性质原因：力是改变运动状态的原因力改变运动状态改变速度产生了加速度所以力也是产生加速度的原因问题：加速度是否只与力有关？如果不是还与什么有关系?同样的力作用在不同的物体上，产生的加速度不一样，说明加速度还与物体的质量有关系问题：如何研究加速度a与合外力F、质量M之间的定量关系？研究方法：控制变量法问题：本实验怎样用控制变量法？保持M不变，研究a与F的定量关系保持F不变，研究a与M的定量关系猜想a与F，M之间的关系：M不变，力越大，加速度越大，aFF不变，质量越大，加速度越小，a1/M问题：如何设计实验，需要哪些仪器？需要测量哪些物理量，有什么注意点？方案一:仪器：导轨，带细线小车M，打点计时器，纸带，钩(槽)码m，大砝码，天平，刻度尺问题：如何测量拉力？如何改变拉力F？拉力F 钩码的重力，即Fmg（只有在Mm时才成立），改变拉力只要改变钩码个数问题：如何测量质量？如何改变质量M？质量M天平，改变拉力可在小车里放大砝码。

问题：如何测量加速度？加速度a 通过测量纸带求得方案一:仪器：导轨，带细线小车M，打点计时器，纸带，钩(槽)码m，大砝码，天平，刻度尺问题：如何消除摩擦阻力的影响？补偿阻力(平衡摩擦力)，导轨把一端垫高，看小车是否能做匀速直线运动(看纸带点迹是否均匀)注意点：平衡摩擦力（不要挂钩码，要固定纸带），确保Mm，细线与木板平行，小车靠近打点计时器释放，先通电后释放纸带进行实验：一、M不变的情况下，研究a与F的关系实验步骤：1.安装实验装置，在小车上固定好纸带，纸带另一端穿过计时器限位孔；2.调整木板倾斜程度，平衡摩擦力；3.用细线将槽码与小车跨过滑轮相连，调节滑轮高度使细线与木板平行；4.打开打点计时器，释放小车，测出一组数据；5.改变槽码质量(即改变拉力大小)，多测几组数据；6.设计表格，记录实验数据并分析如何穿纸带：数据处理计算牵引力与加速度：用纵坐标表示加速度a，横坐标表示牵引力F，作aF图象结论：小车质量M不变的情况下，aF次数 牵引力F/N 加速度a10.200.1020.300.1530.400.2140.500.2650.600.30F F F/N/N/Na a a/ms/ms/ms2 220 0 00.100.100.100.200.200.200.300.300.300.400.400.400.200.200.200.400.400.40 0.600.600.60进行实验：二、F不变的情况下，研究a与M的关系实验步骤：利用之前的装置继续实验1.用天平测出小车的质量，保持槽码质量不变(即拉力不变)；2.打开打点计时器，释放小车，测出一组数据；3.改变小车质量(在小车内放大砝码)，再测几组数据。

注意：每次改变小车质量不需要重新平衡摩擦力)4.整理器材5.设计表格，记录实验数据并分析数据处理计算小车质量与加速度：用纵坐标表示加速度a，横坐标表示牵引力M，作aM图象结论：合外力F不变的情况下，a1/M注意：作图作了化曲为直的方法次数小车质量M 加速度a12345a0MM1探究加速度和力、质量关系结论：小车质量M不变的情况下，aF合外力F不变的情况下，a1/MFa0没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不彻底（垫得太低）Fa0平衡摩擦力过度（垫得太高）思考：如果某同学画出的图象如下图，是出现了什么情况？1/M(kg-1)a/ms-20红色弯曲原因是不再满足小车质量远大于小盘及砝码质量例1.关于“探究加速度与力、质量的关系”实验，下列说法中正确的是（）A.本实验采用的方法是控制变量法B.探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小C.探究加速度与力的关系时，作aF图象应该用折线依次将各点连接起来D.探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出aM图象A例2.某组同学实验得出数据，画出的aF图象如图所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是（）A.实验中平衡摩擦力时长木板垫起的角度太小B.实验中平衡摩擦力时长木板垫起的角度太大C.实验中绳子拉力方向没有跟木板平行D.实验中不满足“砂桶和砂的总质量远小于小车质量”的条件B例3.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：(1)某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装成如图所示的装置图请你指出该装置中的三处错误或不妥之处：应改用交流电源小车应紧靠打点计时器没有平衡摩擦力(2)改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验图中是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点的时间间隔为0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度a为_m/s2(结果保留两位有效数字)(3)为保证绳子对小车的拉力约等于小盘和重物的重力mg，小盘和重物的质量m与小车的质量M应满足的关系是_0.20Mm。